机载天线稳定跟踪系统的设计与实现
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摘要
稳定跟踪系统以其广泛的应用前景成为目前研究的一大热点。本文以机载天线稳定跟踪系统的研制为背景，围绕机载天线姿态测控问题，探讨了天线跟踪系统的设计方案，提出了基于GPS、电子罗盘和水平仪传感器的稳定跟踪系统实施方案，并自行研制出基于MSP430F149双微处理器的天线跟踪系统控制器，该控制器具有体积小、重量轻、集成度高、宽温工作等特点。本文研究的主要内容包括：天线稳定方案研究、器件选型、姿态传感器性能测试、控制器硬件设计、嵌入式软件设计、系统调试及车载模拟实验等。系统通过了低温和冲击振动环境实验以及功能测试，达到了性能指标要求。
Stabilization and tracking system has become a hotspot because of its broad application foreground. With the aim of developing antenna stabilization and tracking system which carries by plane, this article's research major in the design and implementation of the airborne antenna stabilization and tracking system, which bases on the Global Position System, electronic compass and tilt sensor component. The implementation of the controller bases on TI MSP430F149 dual microprocessors, and the characteristic of the controller has small cubage, light weight, high integration and broad operation temperature.
Stabilization and tracking system has become a hotspot because of its broad application foreground. With the aim of developing antenna stabilization and tracking system which carries by plane, this article's research major in the design and implementation of the airborne antenna stabilization and tracking system, which bases on the Global Position System, electronic compass and tilt sensor component. The implementation of the controller bases on TI MSP430F149 dual microprocessors, and the characteristic of the controller has small cubage, light weight, high integration and broad operation temperature.
引文
1 Mohinder S.Grewal, Lawrence R.Weill, Angus P.Andrews. Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration. 1st ed. New York: John Wiley & Sons, Inc. Publication, 2001
2 李曦等译．嵌入式微计算机系统实时接口技术．第一版．北京：机械工业出版社，2003
3 谢金明．高速数字电路设计与噪声控制技术．第一版．北京：电子工业出版社，2003
4 高光天．传感器与信号调理器件应用技术．第一版．北京：科学出版社，2002
5 刘宝琴等编译．ALTERA可编程逻辑器件及其应用．第一版．北京：清华大学出版社，1995
6 袁建平，方群，郑谔．GPS在飞行器定位导航中的应用．第一版．西北工业大学出版社，2000
7 李洪涛等．GPS应用程序设计．第一版．北京：科学出版社，1999
8 秦继荣，沈安俊．现代直流伺服控制系统技术及其系统设计．第一版．北京：机械工业出版社，1993
9 Mark I．Montrose著，刘元安等译．电磁兼容和印刷电路板理论、设计和布线．第一版．北京：人民邮电出版社，2002
10 常晓明．Verilog-HDL实践与应用系统设计．第一版．北京：北京航空航天大学出版社，2003
11 胡大可．MSP430系列Flash型超低功耗16位单片机．第一版．北京：北京航空航天大学出版社，2001
12 谭浩强．C程序设计．第一版．北京：清华大学出版社，1991
13 胡寿松．自动控制原理．第一版．北京：科学出版社，2001
14 刘金琨．先进PID控制及其MATLAB仿真．第一版．北京：电子工业出版社，2003
15 罗国庆．VxWorks与嵌入式软件开发．第一版．北京：机械工业出版社，2003
16 张雄伟等编著．DSP集成开发与应用实例．第一版．北京：电子工业出版社，2002
17 张雄伟第编著．DSP芯片的原理与开发应用．第三版．北京：电子工业出版社，2003
18 Texas Instruments. MSP430x14x MIXED SIGNAL MICRO CONTROLLER
19 Texas Instruments. MSP430x1xx Family User's Guide
20 IAR System. MSP430 ASSEMBLER, LINKER, AND LIBRARIAN Programming Guide
21 IAR System. MSP430 C Compiler Programming Guide
22 IAR System. MSP430 C-spy User Guide
23 IAR System. MSP430 Windows Workbench Interface Guide
24 Texas Instruments. MSP-EVK430S320 and MSP-EVK430S330 Evaluation Kit User's Guide
25 KVH Industries, Inc. C100 Electronic Compass Manual
26 Furuno Electric Co. GPS Receiver GH-79L1A-N Specifications/Protocol Manual
27 王小军．全空域跟踪的舰载雷达驱动系统研究．博士论文．哈尔滨工程大学．2002
28 金光．机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究．博士论文．中国科学院．2001
29 张智永．移动载体稳定跟踪平台测控技术研究．硕士论文．国防科学技术大学．2002
30 贾可亮．车载式卫星天线控制器跟踪控制方法的研究．硕士论文．山东师范大学．2001
31 林晓．组合导航技术研究及船载天线稳定系统设计．硕士论文．南京理工大学．2002
32 伦德全．电路板级的电磁兼容设计．摩托罗拉微控制器部．香港．2002．8
33 Howard Johnson, Martin Graham. High-Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic. Prentice Hall PTR. 2003.2
2 李曦等译．嵌入式微计算机系统实时接口技术．第一版．北京：机械工业出版社，2003
3 谢金明．高速数字电路设计与噪声控制技术．第一版．北京：电子工业出版社，2003
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14 刘金琨．先进PID控制及其MATLAB仿真．第一版．北京：电子工业出版社，2003
15 罗国庆．VxWorks与嵌入式软件开发．第一版．北京：机械工业出版社，2003
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19 Texas Instruments. MSP430x1xx Family User's Guide
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21 IAR System. MSP430 C Compiler Programming Guide
22 IAR System. MSP430 C-spy User Guide
23 IAR System. MSP430 Windows Workbench Interface Guide
24 Texas Instruments. MSP-EVK430S320 and MSP-EVK430S330 Evaluation Kit User's Guide
25 KVH Industries, Inc. C100 Electronic Compass Manual
26 Furuno Electric Co. GPS Receiver GH-79L1A-N Specifications/Protocol Manual
27 王小军．全空域跟踪的舰载雷达驱动系统研究．博士论文．哈尔滨工程大学．2002
28 金光．机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究．博士论文．中国科学院．2001
29 张智永．移动载体稳定跟踪平台测控技术研究．硕士论文．国防科学技术大学．2002
30 贾可亮．车载式卫星天线控制器跟踪控制方法的研究．硕士论文．山东师范大学．2001
31 林晓．组合导航技术研究及船载天线稳定系统设计．硕士论文．南京理工大学．2002
32 伦德全．电路板级的电磁兼容设计．摩托罗拉微控制器部．香港．2002．8
33 Howard Johnson, Martin Graham. High-Speed Signal Propagation: Advanced Black Magic. Prentice Hall PTR. 2003.2